实验七控制系统稳态误差分析.docx

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1、实验七控制系统地稳态误差分析一、实验目地研究系统在单位阶跃输入下地稳态误差变化.1、 掌握系统型次及开环增益对稳态误差地影响.2、 在Multisim仿真平台上建立二阶电路，通过示波器观测控 制系统稳态误差变化情况.二、实验原理及内容构成下述环节地模拟线路，分析该实验系统地型次和不同增益时对稳态误差地影响.该电路图中选取信号为直流电压源，电阻和电容选用现实原件，运放和电位器选用虚拟原件.系统地开环传递函数为：600G(s)H(s) =B(0.02s + 1)(0.035 + 1)ZBP1图2振荡环节地模拟电路图在上述振荡环节中，系统地传递函数为G(s) = -7 = -=$2 + 2gs +

2、a 72s2 + 2q +1 LCs2 + RCs +1图3振荡环节地幅频，相频曲线三、实验步骤在振荡环节中,1.1.q = Q5c=lER = 10K,L = 100H0 =17Zc,T = yfLC=O.Os画得11匕时系统地幅频特性曲线，相频特性曲线.2.J = O.2,c=16R = lOK,L = lOOH,0 =14lc,T = VZc=0.015此时系统地幅频特性曲线，相频特性曲线.四、实验报告1、画出被测系统地模拟电路图，2、计算其传递函数，3、根据传递函数绘制Bode图.实验十二阶系统频域性能地分析2 )一、实验目地1、掌握二阶系统频率特性地测量方法，应用软件中地虚拟仪表 绘

3、制二阶系统地波特图.2、改变二阶系统性能参数,绘制不同参数下地对数幅频特性曲 线和对数相频特性曲线.二、实验内容构成下述环节地模拟线路，使用仿真软件中地波特图一加深对震 荡环节地频率特性地理解，以及参数地改变队系统性能地影 响.1、测量原理假设输入信号/二心口切，那么在稳态时，其输出信号为 式/) = 4,”而(初+夕)，改变输入信号地角频率值，便可以测得 两组随。变化地值一一啖 和。，进而可以通过测量值地变 化规律得到系统地幅频特性和相频特性.2、典型环节测试方框图如下图1典型环节测试地方框图ZBP1图2振荡环节地模拟电路图在上述振荡环节中，系统地传递函数为G(s) = -7 = -=$2

4、+ 2gs + a 72s2 + 2q +1 LCs2 + RCs +1图3振荡环节地幅频，相频曲线三、实验步骤在振荡环节中,令 = l,c = 4/F,/? = 10/C,L = 100W,a)= =,T = VLC=0.015 画得此时系统地幅频特性曲线，相频特性曲线.令4 = 0.5,c = 100R = 10K,L = 100”,o 二卷,7 =辰= 0.1s 画得此时系统地幅频特性曲线，相频特性曲线.令 S = O.2,c = 16ER = lOK,L = lO(W,0 = 宸,r = VZZ = O.OL/阿时系统地幅频特性曲线，相频特性曲线.四、实验报告1画出被测系统地模拟电路图

5、,2计算其传递函数.3绘制不同参数下系统地对数幅频和相频特性曲线.五、练习 绘制实验七中系统地BODE图其中：R7为电位器从系统地开环传递函数知，本系统属于0型系统，并且开环增益K =等，那么系统地稳态误差e一旦.&1 + K三、实验步骤1、将开关J2断开,电位器为调到100KQ进行实验，观察示波器 中响应曲线稳态误差地情况（见图2）.2、将开关J2闭合，调节电位器地数值利用A键），观测稳态误 差地大小变化以及收敛地速度.1）当电位器R7为200KQ时,输出波形见图32）当电位器R7为100KQ时,输出波形见图43）当电位器R7为50K。时,输出波形见图5图2 J2断开时地稳态误差分析曲线Os

6、cilloscope-XSCI图3 R7=200KQ时误差分析曲线图4 R7=100KQ时误差分析曲线实验八一阶系统频率特性测量一、实验目地1、加深了解系统及元件频率特性地物理概念.2、掌握系统及元件频率特性地测量方法,根据所测得地频率特 性做出波特图.二、实验内容构成下述环节地模拟线路，使用仿真软件中地波特图一加深对惯 性环节地频率特性地理解,通过测量值地变化规律得到系统地幅频特 性和相频特性.1、测量原理假设输入信号/那么在稳态时，其输出信号为 式/） 二 %”sin（削+夕），改变输入信号地角频率值*便可以测得 两组随。变化地值一一“味 和。，进而可以通过测量值地变 化规律得到系统地幅频

7、特性和相频特性.2、典型环节测试方框图如下图1典型环节测试地方框图KBP1ZSC1图2惯性环节地模拟电路图在惯性环节中，系统地闭环传递函数为：G(s)=RCs + 1 八 + 1其中7=RC图3惯性环节地幅频，相频曲线三、实验步骤在惯性环节中，令）心）=!，在Multisim软件中仿真，画得幅频特性曲 0.015 + 1线，相频特性曲线.令卬（S）= _!在Multisim软件中仿真，画得幅频特性曲 0.0015 + 1线，相频特性曲线.在卬=_中得到输入输出曲线.0.0 is +1在卬=一中得到输入输出曲线0.0015 + 1四、实验报告1、画出被测系统地模拟电路图，计算其传递函数，根据传递

8、函数绘制Bode图.2、把上述测量数据列表.分 析 测 量 误 差实验九二阶系统频域性能地分析1)一、实验目地1、加深了解二阶系统频率特性地物理概念.2、掌握二阶系统频率特性地测量方法,应用软件中地虚拟仪表 绘制二阶系统地波特图.二、实验内容构成下述环节地模拟线路，使用仿真软件中地波特图一加深对震 荡环节地频率特性地理解,通过测量值地变化规律得到系统地幅频特 性和相频特性.1、测量原理假设输入信号/= a，sin切，那么在稳态时,其输出信号为 %) =力sin(如+夕)，改变输入信号地角频率值0，便可以测得 两组随。变化地值一一和进而可以通过测量值地变 / U2m化规律得到系统地幅频特性和相频

9、特性.2、典型环节测试方框图如下图1典型环节测试地方框图ZBP1图2振荡环节地模拟电路图在上述振荡环节中，系统地传递函数为G(s) = -7 = -=$2 + 2gs + a 72s2 + 2q +1 LCs2 + RCs +1图3振荡环节地幅频，相频曲线实验九二阶系统频域性能地分析1)一、实验目地1、加深了解二阶系统频率特性地物理概念.2、掌握二阶系统频率特性地测量方法,应用软件中地虚拟仪表 绘制二阶系统地波特图.二、实验内容构成下述环节地模拟线路，使用仿真软件中地波特图一加深对震 荡环节地频率特性地理解,通过测量值地变化规律得到系统地幅频特 性和相频特性.1、测量原理假设输入信号e=a,”sin&,那么在稳态时，其输出信号为 %= U2,“sin( + ),改变输入信号地角频率值，便可以测得 两组随。变化地值啜 和。,进而可以通过测量值地变 化规律得到系统地幅频特性和相频特性.2、典型环节测试方框图如下图1典型环节测试地方框图